BRPI0822150B1 - módulo mecanicamente articulável com um disjuntor e conjunto, que compreende um disjuntor conectado em série e um módulo - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÓDULO MECANICAMENTE ARTICULÁVEL COM UM DISJUNTOR E CONJUNTO, QUE COMPREENDE UM DISJUNTOR CONECTADO EM SÉRIE E UM MÓDULO.

[001] A presente invenção refere-se à proteção contra ocorrência de arco elétrico que ocorre em um circuito.

[002] A formação de arco elétrico pode ocorrer em um circuito caso um interruptor seja defeituoso, por exemplo, e o intervalo entre os dois contatos do interruptor for muito pequeno para a passagem de corrente poder ser interrompida. Então um arco forma-se entre os dois contatos. Além do arco se formar em série em um circuito, a geração de centelhas também ocorre entre o condutor de fase e neutro do circuito. Caso ocorra a geração de centelhas a temperatura dos componentes circundantes eleva-se e um incêndio pode ocorrer.

[003] Há conveniência assim em proporcionar um dispositivo com o qual proteção contra geração de centelhas seja assegurada. Nos USA, em que a tecnologia da UL (Underwriters Laboratories, padrão com tensão de rede de 110 VCA) é adotada, os dispositivos em causa são mesmos compulsórios. Interruptores de circuito com supressores de centelhas são adotados e estes empregam critérios predefinidos para detectar a ocorrência da geração de centelhas no circuito e eles próprios têm um contato interruptor que atua no caso da geração de centelhas. Os princípios adotados nos interruptores de circuito pela presença de falhas são descritos nas patentes US 5.729.145 e US 6.031.699. Nos países europeus, nos quais a tecnologia da IEC (International Electrotechnical Commission, padrão com a tensão de 230 V) é adotada, interruptores por falha de circuito não constituem um requisito obrigatório. Os circuitos na tecnologia da IEC são protegidos por interruptores de circuito de linha e interruptores de circuitos de proteção contra falhas. É conhecido que os interruptores de circuito por fa

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2/20 lha de corrente e interruptores de circuito de linha operam para a tecnologia da IEC na base das especificações independentemente da tensão de rede de CA. Por vezes um disjuntor é conectado a um módulo interruptor de circuito por falha de corrente que não pode ter seus próprios contatos interruptores. Tivesse um interruptor de circuito por falha de corrente em separado de ser adicionado a estas unidades, isto envolvería um alto dispêndio.

[004] Na patente US n° 5.729.145 é descrito um interruptor de circuito que é incorporado exclusivamente para proteção contra a geração de centelhas. Com este interruptor de circuito, sinais de um circuito para detectar a presença de centelhas são avaliados com um módulo lógico, com o circuito para detectar centelhas aceitando um sinal de entrada de um transformador de corrente de soma. Na eventualidade da ocorrência de centelhas o módulo lógico emite um sinal elétrico para uma bobina cilíndrica que então aciona um mecanismo de disparo mecânico.

[005] Combinações de um interruptor de circuito por falha de corrente e de uma unidade para detectar se está ocorrendo geração de centelhas são conhecidas da técnica precedente.

[006] Um interruptor de circuito é descrito na patente US n° 6.433.977 B1 que tem uma unidade para acionar o interruptor de circuito com a ocorrência de uma corrente de falha e de uma unidade para disparar o interruptor de circuito caso ocorra a geração de centelhas. Em uma modalidade é possível, em um modo de teste, simular uma corrente de falha pela comutação de um tiristor suscetível de ser controlado pela unidade para ser ativado caso ocorra a geração de centelhas. A unidade para ativar a ocorrência de uma corrente de falha avalia um sinal de um transformador de corrente de soma eletronicamente e se necessário ativa uma unidade de disparo mecânico por intermédio de um sinal elétrico para um tiristor através do qual uma

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3/20 corrente para operar uma bobina é controlada.

[007] Um interruptor de circuito descrito na patente US n° 6.031.699 A tem uma unidade para detectar a geração de centelhas e uma unidade para detectar correntes de fuga. As duas unidades podem gerar um sinal elétrico independentemente uma de outra. Um tiristor é comutado por um sinal deste tipo em cada caso que ativa um mecanismo de disparo do interruptor.

[008] Interruptores de circuito deste tipo são projetados na tecnologia de UL e necessitam de uma fonte de alimentação de energia interna para gerar o sinal elétrico. Isto significa que eles não obedecem à tecnologia de IEC. Particularmente, eles não possuem qualquer função contra corrente de fuga e função protetora de linha que é prevista independentemente da tensão de rede de CA.

[009] Na publicação AT 406 208 B um interruptor de circuito de corrente de fuga que obedece à tecnologia de IEC é descrito, no qual um sinal de corrente de fuga de um transformador de corrente de soma é detectado por um conjunto de circuito e onde necessário um sinal é gerado pelo conjunto de circuito para ativar um interruptor de circuito de corrente de fuga. O interruptor de circuito de corrente de fuga também apresenta um conjunto de circuito que é suscetível, no caso de uma sobretensão, de estimular uma corrente de fuga e desse modo acionar o interruptor de corrente de fuga.

[0010] O objetivo da invenção é possibilitar proteger circuitos na tecnologia de IEC contra geração de centelhas sem incorrer em despesas desproporcionais.

[0011] O objetivo é atingido por um módulo suscetível de ser acoplado mecanicamente com um interruptor de circuito e por um conjunto com as características de acordo com a invenção.

[0012] A invenção consiste em uma extensão de um denominado módulo de proteção contra correntes de fuga. Embora um interruptor

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4/20 de circuito seja conectado com o circuito a ser protegido e apresente contatos interruptores que servem para interromper o dito circuito, um módulo mecanicamente articulável com um comutador de proteção para interromper circuito também faz uso dos contatos interruptores do disjuntor de circuito. Um módulo deste tipo tem inicialmente de atuar apenas sobre estes contatos interruptores para esta finalidade uma corrente de fuga deste tipo tem efetivamente de ser detectável pelo módulo. Isto é possível somente se o módulo, exatamente como o interruptor de circuito, é conectado com o circuito. Para esta finalidade tem um terminal de entrada e um terminal de saída para cada condutor do circuito (condutor de fase ou neutro ou três fases e condutor nutro), com estes sendo conectados em pares entre si através de uma linha de conexão.

[0013] Uma corrente de fuga é suscetível de ser detectada pela corrente passando em uma direção para o exterior, porém não mais fluindo na direção de retorno no circuito, porém, fluindo alhures. O comutador de proteção contra correntes de fuga agora apresenta meio conveniente, isto é, tais como são fornecidos precisamente para uma função de proteção contra correntes de fuga que, para uma diferença excedendo um valor limiar entre a intensidade de corrente de uma corrente passando através de pelo menos uma primeira das linhas de conexão em uma direção para o exterior por um lado e a intensidade de corrente de uma corrente passando através de pelo menos uma segunda das linhas de conexão em uma direção de retorno por outro lado pelo menos indiretamente (usualmente através de um elemento movido pelo meio, por exemplo, um magneto de retenção) atua sobre um dispositivo de disparo mecânico.

[0014] Um transformador de corrente de soma de preferência é usado como um meio previsto para uma função de proteção contra corrente de fuga e o dispositivo de disparo mecânico é também acioPetição 870180134511, de 26/09/2018, pág. 9/32

5/20 nado através de um magneto previsto na área de um enrolamento secundário do transformador de corrente de soma. Previsto na área de um enrolamento secundário significa neste caso que um campo magnético específico é gerado a amplitudes previstas de uma corrente de fuga no enrolamento secundário e que o magneto é também suscetível de ser movido por um campo magnético desta dimensão.

[0015] O dispositivo de disparo mecânico é construído e disposto sobre o módulo de tal maneira que, quando o módulo é acoplado com um comutador de proteção que é igualmente configurado apropriadamente para este módulo, atua sobre o último (e especialmente abre seus contatos de interrupção através de um dispositivo de disparo mecânico do interruptor de circuito.

[0016] O meio próprio para detecção estabelece se formação de arco está ocorrendo no circuito com o qual o módulo está conectado. Informações apropriadas ou sinais apropriados são encaminhados para um dispositivo de controle que é acoplado ao meio para detecção. Um dispositivo de controle também pode ser parte do meio para detecção e então tem as ditas informações disponíveis para o mesmo de forma automática.

[0017] Igualmente, o módulo inventivo é projetado de tal maneira que o dispositivo de controle aciona o dispositivo de disparo mecânico pelo menos indiretamente. A invenção leva em conta o fato de que em um dispositivo de proteção contra correntes de fuga, que na tecnologia de IEC é configurado para abrir seus contatos de interrupção na eventualidade de uma corrente de fuga independentemente da tensão de rede CA serão operados em função da tensão de rede sob determinadas circunstâncias para uma segunda funcionalidade, isto é, para a detecção da ocorrência de formação de arco e disparo neste caso. O meio previamente conhecido para detectar se a formação de arco está ocorrendo em um circuito, a saber, compreende microcontroladores e

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6/20 assim é dependente de uma tensão de alimentação. O módulo inventivo, em outras palavras, é suscetível de oferecer uma função de proteção contra correntes de fuga em conformidade com a tecnologia de IEC. Contudo, ainda tira proveito em adicional mente possibilitar proteger os circuitos contra a formação de arco.

[0018] Em uma modalidade vantajosa do módulo da invenção, para acionamento indireto do dispositivo de disparo mecânico, um meio é previsto para mover o magneto (na área do enrolamento secundário), com o dispositivo de controle ativando o meio para deslocamento eletricamente quando o meio para detecção detecta a presença de centelhas.

[0019] O meio para mover o magneto permite um módulo com uma função protetora contra correntes de fuga a ser expandido de uma maneira simples com uma função protetora contra formação de arco por adicionar um circuito eletrônico. Nenhum aparelho mecânico adicional para acionamento direto do dispositivo de disparo mecânico propriamente dito necessita ser previsto no módulo para o meio para detecção.

[0020] Em uma modalidade alternada do módulo inventivo, todavia, o meio adicional é previsto para ativar o dispositivo de disparo. Este meio é ativado pelo dispositivo de controle quando o meio para detecção detecta a presença de arco elétrico. A vantagem desta modalidade é que o meio para ativar o dispositivo de disparo pode ser configurado para ser otimizado para o dispositivo de controle para a função de proteção contra formação de arco. O meio para atuação pode envolver um magneto de retenção adicional no qual uma bobina para mover o magneto de retenção é configurada de uma maneira tal que, com um sinal elétrico suscetível de ser gerado pelo dispositivo de controle, uma força especialmente elevada pode ser exercida sobre o magneto de retenção. Por intermédio do magneto de retenção o dis

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7/20 positivo de disparo pode então ser de forma especialmente confiável acionado por um sinal elétrico. Em vez de um magneto de retenção o meio para atuação pode também envolver um servomotor eletricamente operado.

[0021] Os módulos de proteção contra correntes de fuga usualmente incluem também um meio para opcionalmente gerar uma corrente fluindo somente sobre o pelo menos primeiro ou somente sobre a pelo menos segunda das linhas de conexão, com neste caso somente aquela seção parcial das linhas de conexão sendo de interesse que passa através do meio previsto para uma função de proteção contra correntes de fuga, isto é, em uma área de detecção que é prevista para os dispositivos fornecidos para a função de proteção contra correntes de fuga. O meio para opcionalmente criar uma corrente deste tipo, a saber, simula uma corrente de fuga do ponto de vista do meio previsto para uma função de proteção contra correntes de fuga, para que o mecanismo de disparo possa também opcionalmente ser usado para fins de verificação.

[0022] Em outro desenvolvimento alternativo do módulo inventivo o meio é previsto para opcional criação de outra função ou pelo menos uma função adicional e na verdade a dita corrente, assim como para teste, é especial mente gerada no caso da ocorrência de formação de arco pelo meio para criação opcional.

[0023] O meio de controle para criação opcional ora designado para ser eletricamente ativado, por exemplo, através de um simples relé. O dispositivo de controle é acoplado com estes recursos para criação opcional, por exemplo, com o dito relé que pertence ao meio para criação opcional. No caso da ocorrência de arco elétrico ser detectada no circuito a ser protegido o meio para criação opcional é ativado, uma corrente passa, a qual induz o mesmo efeito no meio previsto para uma função de proteção contra correntes de fuga para que o resultado

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8/20 seja a ativação mecânica do dispositivo de disparo e um comutador de proteção acoplado com o módulo é levado a abrir os seus contatos interruptores.

[0024] O meio para detectar se a formação de arco elétrico está ocorrendo pode ser previsto a um custo relativamente baixo em um módulo de proteção contra correntes de fuga da técnica conhecida, com também esta abordagem assegurando uma construção compacta do módulo.

[0025] Uma expansão inventiva de um módulo de proteção contra correntes de fuga por uma função de proteção contra desprendimento de arco elétrico assegura a possibilidade de proteger contra a geração de arco elétrico de uma maneira simples e em particular nenhum comutador de proteção em separado ou módulo separado tem de ser previsto para proteção contra geração de arco elétrico. A função protetora contra centelhas neste caso faz uso das funcionalidades disponíveis do módulo de proteção contra corrente de fuga em qualquer evento.

[0026] A invenção é refletida em um conjunto como descrito. Isto envolve um circuito em série compreendendo um disjuntor de circuito em linha e um módulo inventivo. Naturalmente, não somente o módulo tem de ser suscetível de ser acoplado mecanicamente com o disjuntor, porém, inversamente o interruptor de circuito também de ser projetado para poder ser acoplado mecanicamente com o módulo e também de ser acoplado com o mesmo. O acoplamento é efetuado especialmente pelos dispositivos de disparo mecânico e na verdade para acoplamento do módulo e do disjuntor, o dispositivo de disparo do módulo também tem de ser suscetível de atuar sobre um dispositivo de disparo do interruptor de circuito e em operação, quando uma corrente de fuga ou formação de arco elétrico ocorre, efetivamente atuar sobre o mesmo. O dispositivo de disparo mecânico do disjuntor por sua vez deve ser

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9/20 suscetível de abrir pelo menos um contato interruptor pelo que apenas aquele circuito é então interrompido, no qual a conexão em série é suscetível de ser conectada ou é efetivamente conectada.

[0027] O meio para detecção usual mente detecta a formação de arco elétrico na base de características específicas da corrente no circuito. A corrente agora passa no circuito através das linhas de conexão entre os terminais de entrada e saída do módulo inventivo e o meio para detecção pode obter informações sobre pelo menos uma destas linhas de conexão acerca da corrente passando no circuito durante a operação.

[0028] Um importante item de informações para detectar se a geração de centelhas está ocorrendo no circuito é a amplitude de corrente. O meio próprio para medição desta amplitude deve ser assim previsto e este pode compreender um transformador de corrente e um amplificador conectado a jusante do mesmo. O transformador de corrente tem meramente de ser disposto sobre uma das linhas de conexão.

[0029] O fato da ocorrência de geração de arco elétrico no circuito também pode ser detectado na base de ruído de alta frequência da corrente. Assim, em uma modalidade preferencial, o meio para detecção compreende um receptor de alta frequência.

[0030] O meio de detecção de preferência também inclui uma unidade de avaliação que de preferência é uma unidade de avaliação eletrônica e esta recebe do meio para medir a amplitude os sinais de medição e os sinais de saída do receptor RF. Com o preenchimento de critérios específicos a unidade de avaliação ativa um comutador. Em uma modalidade este comutador pode ser parte do meio para criação opcional, com o termo Opcional' relacionando-se com o fechamento do comutador. A unidade de avaliação que pode ser incorporada como um microcontrolador no qual um algoritmo funciona pode operar de

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10/20 acordo com critérios muito complexos e combinações de critérios. Os dois critérios principais, na base dos quais a detecção pode ser empreendida quanto à geração de centelhas estarem ocorrendo, consistem em uma amplitude específica sendo excedida pela corrente, por exemplo, quando a intensidade de corrente excede 5A, e de uma variação periódica do ruído de alta frequência com a corrente.

[0031] O meio para criação opcional, quando um transformador de corrente de soma é usado, pode de modo bastante simples compreender uma conexão suscetível de ser desligada através de um comutador e efetivamente uma conexão com uma linha de conexão em um lado de entrada do transformador de corrente de soma e uma conexão com outra linha de conexão em um lado de saída do transformador de corrente de soma são interligadas. A seção das linhas de conexão da conexão de entrada com a conexão de saída do módulo que se estende do lado de entrada para a linha de saída é também precisamente a área de detecção acima mencionada do transformador de corrente de soma. O comutador na conexão entre os dois terminais é precisamente o comutador o qual, em uma modalidade preferencial, é ativado pela unidade de avaliação acima mencionada.

[0032] Modalidades preferenciais da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos. As figuras mostram:

[0033] a figura 1 uma modalidade típica de um conjunto inventivo, isto é, um circuito serial, no qual uma modalidade de um módulo inventivo é acoplada a um disjuntor;

[0034] a figura 2 uma modalidade adicional de um módulo inventivo acoplado mecanicamente com um interruptor de circuito e [0035] a figura 3 uma terceira modalidade de um módulo inventivo acoplado mecanicamente com um interruptor de circuito.

[0036] O conjunto 10 mostrado na figura 3 é um circuito serial compreendendo um disjuntor 18 e um módulo inventivo 20, e de fato

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11/20 estes são fornecidos como parte de um circuito de maneira a exercer influência sobre a passagem de corrente dentro deste circuito. O conjunto é acoplado através das linhas 12, 12' com uma fonte de tensão, usualmente a fonte de alimentação de energia de rede de CA. Os condutores são acoplados com o outro lado; no presente exemplo o condutor 14 é mostrado de forma simbólica. O disjuntor 18 usado no conjunto 10 é conhecido em princípio. O disjuntor 18 faz parte do conjunto inventivo 10 devido ao módulo inventivo 20 ativar uma comutação do disjuntor 18.

[0037] De uma maneira em si conhecida, o disjuntor 18 tem um dispositivo ativador térmico 24 ou 24' respectivamente e um dispositivo ativador magnético 26 ou 26', por linha. Os dispositivos ativadores térmicos 24, 24' são usualmente incorporados como elementos bimetálicos. Cada dispositivo ativador 24, 24' é configurado para efetuar uma interrupção do circuito, isto é, da conexão entre a linhas 12, 12' por um lado e o condutor 14 por outro lado se a corrente fluindo permanentemente tem uma intensidade de corrente demasiadamente alta. Um elemento bimetálico curva-se como um resultado do calor resistivo na eventualidade de uma sobre intensidade de corrente. Os dispositivos ativadores térmicos 24 ou 24', respectivamente, então atuam sobre um contato interruptor 28 ou 28', respectivamente. Os contatos interruptores 28 ou 28' respectivamente são dispostos em uma linha de conexão entre um terminal de entrada 30 ou 30' respectivamente por um lado e um terminal de saída 32 ou 32' do disjuntor 28 por outro lado.

[0038] Os dispositivos ativadores magnéticos 26 de maneira similar servem para abrir os contatos interruptores 28 ou 28', e assim procedem na eventualidade de uma corrente de curto-circuito. Os dispositivos ativadores Magnéticos 26, 26' são simbolicamente representados na figura 1 por uma bobina, uma vez que usualmente a corrente de

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12/20 curto-circuito induz um campo magnético em cada dispositivo ativador magnético 26, 26', e isto causa um deslocamento de um elemento mecânico não mostrado na figura 1, que também atua sobre os contatos 28 ou 28'.

[0039] O módulo 20 está agora ligado em série com o disjuntor 18. Para esta finalidade, o módulo 20 tem terminais de entrada 48 ou 48', respectivamente, e terminais de saída 50 ou 50', respectivamente. Uma linha de conexão entre o terminal de entrada 48 e o terminal de saída 50 por um lado e também uma linha de conexão entre o terminal de entrada 48' e o terminal de saída 50' por outro lado é suscetível de ser comutado com o circuito por este meio. No presente exemplo o terminal de saída 32 do disjuntor 18 é conectado ao terminal de entrada 48 do módulo 20 e o terminal de saída 32'do disjuntor 18 é conectado com o terminal de entrada 48' do módulo 20 ou 22 respectivamente. As linhas de conexão 52 ou 52' respectivamente mostradas na figura 1 podem ser usadas para esta finalidade, porém, também pode haver um acoplamento direto pela utilização de contatos de encaixe sobre o disjuntor 18 por um lado e o módulo 20 por outro lado. O condutor 14 é conectado por um lado com o terminal de saída e o módulo por outro lado. O condutor 14 é conectado por um lado com o terminal de saída 50 do módulo 20 ou 22 respectivamente e por outro lado com o terminal de saída 50' do módulo 20 ou 22 respectivamente.

[0040] O módulo 20 nada mais é do que um módulo de proteção contra correntes de fuga em si conhecido, que é expandido por uma funcionalidade. A funcionalidade contra correntes de fuga convencional é inicial mente descrita abaixo: um transformador de corrente de soma 34 é previsto para esta finalidade no módulo 20. As duas linhas de conexão são dirigidas através do transformador de corrente de soma, do terminal 48 para o terminal 50 por um lado e do terminal 48' para o terminal 50' por outro lado.

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13/20 [0041] Na situação normal em que nenhuma corrente de fuga está ocorrendo, isto é, a totalidade da corrente que é fornecida pelas linhas 12 e 12' é também retornada pela outra respectiva linha das linhas 12 e 12', as correntes nas duas linhas de conexão que são dirigidas através do transformador de corrente de soma 34 precisamente se igualam, e em particular os campos magnéticos gerados por estas correntes aumentam. Assim que a corrente de fuga ocorre, um campo magnético residual é induzido no transformador de corrente de soma 34. Isto induz uma corrente em um enrolamento secundário 36 do transformador de corrente de soma 34 que move um magneto de retenção 38 que atua sobre um mecanismo ativador 40.

[0042] Uma característica do mecanismo ativador 40 é o fato dele ser somente importante para um acoplamento mecânico do módulo 22 com o disjuntor 18.

[0043] É convencional dos módulos de proteção contra correntes de fuga dispor um mecanismo ativador tal como o mecanismo ativador 40 no módulo que é suscetível de ser acoplado com um mecanismo ativador de um disjuntor tendo contatos interruptores com versões específicas de um interruptor de circuito deste tipo para que o mecanismo ativador do módulo na análise final efetue a abertura dos contatos interruptores do interruptor de circuito acoplado. Este princípio é também usado aqui para o módulo 20. O mecanismo ativador 40 do módulo é suscetível de ser acoplado com o mecanismo ativador 72, 72' do disjuntor 18.

[0044] O módulo 20 não tem seus próprios contatos interruptores e de qualquer modo os contatos interruptores existentes 28, 28' do disjuntor 18 são usados em um sistema IEC para interromper o circuito.

[0045] Se a funcionalidade de um comutador de proteção contra correntes de fuga é prevista existe provisão para uma opção de teste regular. Para esta finalidade uma linha de conexão 42 é fornecida e

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14/20 esta conecta o terminal de entrada 50' com o outro terminal de entrada 50 de tal maneira que uma corrente fluindo somente passa através do transformador de corrente de soma 34 uma vez. No presente exemplo a passagem do lado direito do transformador de corrente de soma 34 mostrado na figura 1 é ultrapassada pela linha de conexão 42, e a corrente meramente flui através da passagem esquerda, isto é, na seção da linha de conexão entre o terminal de entrada 50 e o terminal de saída 48. Para que a corrente através da linha de conexão 42 seja limitada um elemento de resistência 44 é previsto. A corrente não deve passar continuamente através da linha de conexão 42. Assim, é interrompida por um comutador 46. Com módulos de proteção contra corrente de fuga convencionais, o comutador 46 pode ser diretamente acionado por intermédio de um botão de teste. Este não é o caso no presente exemplo, em vez disto o comutador 46 é especificamente controlado através de um relé (não mostrado na figura 1). Este é empregado para uma função protetora contra desprendimento de centelhas.

[0046] Os seguintes pontos devem ser realizados mais uma vez: o disjuntor 18 causa uma interrupção do circuito para uma sobre intensidade de corrente e para uma corrente de curto-circuito. O módulo 20 adicionalmente interrompe o circuito no caso de uma corrente de fuga pelo ativar os contatos interruptores 28, 28' do disjuntor 18. Agora o circuito deve também ser suscetível de ser interrompido caso geração de arco elétrico tenha ocorrido em qualquer ponto no circuito. Para esta finalidade deve inicialmente simplesmente ser detectado que a dita geração de arco elétrico ocorreu. A geração de arco elétrico não pode ser detectada no ponto de ocorrência, que pode ser em qualquer condutor dado, porém, tem de ser detectada na base do fluxo de corrente no circuito. O módulo 20 tem duas unidades diferentes para esta finalidade: por um lado, uma das linhas de conexão entre o terminal de en

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15/20 trada e o terminal de saída do módulo 20, no presente exemplo a linha de conexão entre o terminal de entrada 48' e o terminal de saída 50', é dirigida através um transformador de corrente 54. Disposto após o transformador de corrente 54 existe um módulo amplificador 56 e o módulo amplificador é conectado com uma unidade de avaliação e controle 58. As últimas unidades são assim alimentadas com dados acerca da corrente de carga fluindo no circuito, com especialmente a amplitude da corrente de carga sendo detectada pela unidade de avaliação em um presente exemplo. Previsto como uma segunda unidade de medição, que é usada para detectar se geração de arco elétrico ocorreu no circuito, existe um receptor de alta frequência 60 previsto no módulo 20 e este efetivamente deriva os sinais entre a linha de conexão entre o terminal de entrada 48 e o terminal de saída 50 por um lado e a linha de conexão entre o terminal de entrada 48' e o terminal de saída 50' por outro lado. Os sinais de medição são igualmente fornecidos à unidade de avaliação e controle 58. A unidade de avaliação e controle 58 pode ser um microcontrolador convencional. Para suprir esta unidade com energia, um retificador 62 (um transformador de tensão de CA/CC) é previsto, o qual fornece a tensão de CC necessária para operar o microcontrolador.

[0047] Um algoritmo é usado na unidade de avaliação e controle 58, de maneira a detectar na base dos sinais fornecidos pelo amplificador 56 e o receptor de alta frequência 60 se a geração de arco elétrico estiver ocorrendo no circuito ou pelo menos caso possa ocorrer. A geração de arco elétrico é detectável por um lado por um aumento na amplitude de corrente acima de um nível pré-especificado ou também através de aumentos de corrente específicos. Maiores detalhes disto são descritos na patente US 6.031.699.Por outro lado, a geração de centelhas é também suscetível de ser detectada na base de ruído de alta frequência, especialmente de um comportamento periódico do dito

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16/20 ruído com a corrente. Detalhes disto são descritos na patente US 5 729.457. O algoritmo usado pela unidade de avaliação e controle 58 pode fazer uso dos dois critérios alternadamente, porém de preferência em combinação, com relações complicadas também suscetíveis de serem detectadas por um algoritmo apropriado acima e além das ditas relações simples. Assim, no módulo 20 os dispositivos 54, 56, 60 e os algoritmos de avaliação e controle 58 detectam se geração de arco elétrico está ocorrendo no circuito.

[0048] Esta detecção é somente significativa caso uma interrupção de corrente seja empreendida após a detecção da ocorrência de arco elétrico.

[0049] A interrupção do circuito é agora empreendida de maneira bastante simples pela utilização da linha de conexão 42, assim que a unidade de avaliação e controle 58 tiver detectado a ocorrência de arco elétrico, ativa o relé pertencente ao comutador 46 de tal maneira que o comutador 46 é fechado. Então, este fluxo de corrente passa de forma que no transformador de corrente 34 o mesmo efeito é realizado como se uma corrente de fuga efetiva viesse a passar, de forma que o mecanismo de ativação mecânico 40 é acionado, isto atua sobre o mecanismo de ativação 72 e 72' e os contatos interruptores 28 e 28' são abertos como desejado.

[0050] O aspecto característico do módulo é assim que o acoplamento mecânico é não somente empregado no caso de correntes de fuga reais para abrir os contatos interruptores 28 e 28', porém também no caso da ocorrência de arco elétrico. Um módulo de detecção de corrente de fuga convencional pode simplesmente ser suplementado pelos dispositivos para detecção 54, 56, 58, 60.

[0051] Em vez do botão de teste acoplado diretamente com o comutador 46, um botão de teste 80 é de preferência empregado, o qual fecha um circuito, com a passagem de corrente sendo detectada pela

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17/20 unidade de controle e avaliação 58, esta unidade operando seu algoritmo e ativando o relé pertencente ao comutador 46 no modo de teste. [0052] Um display 82 mostra o estado do módulo e a causa detectada da última ativação que habilita um técnico a rapidamente determinar se um arco perigoso foi efetivamente a causa da ativação ou se somente uma falha do isolamento está presente, uma vez que o meio para detecção de ocorrência de arco elétrico pode usar somente critérios predeterminados e não garantir com absoluta segurança que a ocorrência de arco elétrico foi efetivamente detectada. Caso em dúvida eles são acionados.

[0053] O conjunto 10' mostrado na figura 2 é uma modalidade da invenção que corresponde em grande parte à modalidade mostrada na figura 1. Assim, somente estes elementos são explanados através dos quais a modalidade mostrada na figura 2 difere daquela já descrita. Componentes funcionalmente equivalentes àqueles mostrados na figura 1 recebem as mesmas designações ou numerais de referência como na figura 1.

[0054] No módulo 20' mostrado na figura 2 a unidade de avaliação e controle 58' é suscetível através de uma linha exterior 90 e de uma linha de retorno 92 mover diretamente um magneto de retenção 38. A unidade de avaliação e controle 58 aplica uma corrente para esta finalidade através da linha exterior 90 e da linha de retorno 92 em um enrolamento secundário 36 de um transformador de corrente de soma 34. A linha exterior 90 e a linha de retorno assim formam dispositivos para mover o magneto de retenção 38 dentro do significado da invenção.

[0055] Ainda que uma unidade de avaliação e controle 58' possa atuar diretamente através da linha de saída 90 e da linha de retorno 92 sobre o magneto de retenção 38, uma linha de conexão 42 e um comutador 46 são ainda previstos no módulo 20' com os quais uma corPetição 870180134511, de 26/09/2018, pág. 22/32

18/20 rente de fuga pode ser simulada. Assim, continua a ser possível testar o transformador de corrente de soma 34 de maneira descrita acima por intermédio da unidade de controle e avaliação 58' quando o botão de teste 80 é pressionado.

[0056] Na figura 3 um conjunto 10 consiste em uma linha em um interruptor de circuito 18 conectado em série e uma modalidade de um módulo inventivo 20. Este conjunto 10 também apresenta muitas semelhanças ao conjunto representado na figura 1, de forma que os elementos dos dois conjuntos mutuamente correspondentes deixarão ser explanados mais uma vez. Na figura 3, as mesmas designações de referência são usadas naqueles elementos que têm a mesma função como no conjunto na figura 1.

[0057] No módulo 20, representado na figura 3, a unidade de avaliação e controle 58, com a ocorrência de geração de arco elétrico, ativa um mecanismo de acionamento 40 através de um magneto de retenção 96 previsto separadamente para a finalidade. A unidade de avaliação e controle 58 controla o magneto de retenção 96 eletricamente através de uma linha de sinal 94. O magneto de retenção 96 é movido de uma posição de repouso por esta ação. Este aciona então o mecanismo de ativação mecânico 40 através do qual o disjuntor 18 é acionado da maneira já descrita para a figura 1.

[0058] Em uma modalidade de um módulo inventivo não mostrada um servomotor eletricamente operado é usado em vez de um magneto de retenção. Um servomotor deste tipo pode acionar o mecanismo de disparo mecânico 40 por intermédio de um piezoelemento por exemplo. A energia elétrica para operar o servomotor é fornecida neste caso por um retificador, como aquele mostrado como retificador 62 no módulo 20 na figura 3.

[0059] Em suma a modalidade típica mostra como é possibilitado pela invenção assegurar proteção para circuitos na tecnologia contra a

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19/20 formação de arco elétrico. Esta proteção é suscetível de ser assegurada neste caso sem um dispêndio desproporcional. Os módulos inventivos também oferecem a vantagem de que uma função protetora contra geração de arco elétrico continua ser assegurada independentemente de uma tensão de rede de CA.

Lista de Referências

10, 10', 10	Conjunto
12, 12'	Linhas
14	Carga
18	Disjuntor
20, 20', 20	Módulo

24, 24', 26, 26' Dispositivos Ativadores

26, 26'	Contatos de Interrupção
30, 30'	Terminais de Entrada
32, 32'	Terminais de Saída
34, 54	Transformador de corrente
36	Enrolamento Secundário
38	Magneto de Retenção
40, 72, 72'	Mecanismos Ativadores
42	Linha de Conexão
44	Elemento de Resistência
46	Comutador
48, 48'	Terminais de Entrada
50, 50'	Terminais de Saída
54	Transformador de Corrente
56	Módulo Amplificador
58, 58'. 58	Unidade de Avaliação e Controle
60	Receptor de Alta Frequência
62	Retificador
72, 72'	Mecanismos Ativadores

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20/20

80	Botão de Teste
82	Display
90	Linha Exterior
92	Linha de Retorno
94	Linha de Sinal
96	Magneto de Retenção

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Claims (10)

1. Módulo (20, 20', 20) mecanicamente articulável com um disjuntor (18)

- com pelo menos dois terminais de entrada (48, 48') e pelo menos dois terminais de saída (50, 50'), com um terminal de entrada (48, 48') sendo ligado em cada caso através de uma linha de conexão com um terminal de saída (50, 50'); e

- com meios (34,36,38) previstos para uma função de proteção contra corrente de fuga, compreendendo um transformador de corrente de soma (34) e que, para uma diferença que exceda um valor limiar entre a intensidade de corrente de pelo menos uma corrente passando através de uma primeira das linhas de conexão em uma direção passando para o exterior por um lado e uma segunda corrente passando através de uma segunda das linhas de conexão na direção de retorno por outro lado, atua pelo menos indiretamente sobre um dispositivo ativador mecânico (40), com

- o dispositivo ativador mecânico (40) por sua vez sendo ativado por um magneto (38) previsto na área do enrolamento secundário (36) do transformador de corrente de soma (38) e o dispositivo ativador mecânico (40), para o caso em que um disjuntor (18) é acoplado com o módulo (20, 20', 20), sendo configurado para atuar sobre este disjuntor de circuito (18), caracterizado pelo fato de que inclui,

- meios (54, 56, 60, 58, 58', 58) para detectar se um arco elétrico está ocorrendo em um circuito em que o módulo (20, 20', 20) está conectado, com

- um dispositivo de controle (58, 58', 58) sendo acoplado com os dispositivos para detecção (54, 56, 60) ou sendo parte do mesmo e com

- o dispositivo de controle (58, 58', 58) acionando o dispo

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2/3 sitivo ativador mecânico (40) pelo menos indiretamente.

2. Módulo (20') de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que meios (90, 92) são previstos para mover o magneto (38) e o dispositivo de controle (58') ativa os meios (90, 92) para mover o magneto eletricamente, quando os meios (54, 56, 58', 60) para detecção identificarem a presença de formação de arco elétrico.

3. Módulo (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dispositivos (94, 96) são previstos para acionamento do dispositivo ativador (40) e o dispositivo de controle (58) ativa os meios (94, 96) para atuação eletricamente quando os meios (54,56,58) para detecção identificam a presença de formação de arco elétrico.

4. Módulo (20, 20', 20) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que meios (42, 44, 46) são previstos para opcional criação de uma corrente fluindo em uma área de detecção do transformador de corrente de soma (34) somente através de pelo menos o primeiro ou somente através de pelo menos a segunda das linhas de conexão, com o meio (46) para criação opcional suscetível de ser eletricamente ativado pelo dispositivo de controle (58, 58', 58).

5. Módulo (20, 20', 20) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que meios para opcional criação compreendem uma conexão (42) suscetível de ser desconectada através de um comutador (46) entre um terminal em uma linha de conexão em um lado de entrada do transformador de corrente de soma (34) e um terminal em outra linha de conexão em um lado de saída (34) do transformador de corrente de soma.

6. Módulo (20, 20', 20) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que durante a operação os meios para detecção são configurados para obter infor

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3/3 mações acerca da corrente passando no circuito sobre pelo menos uma das linhas de conexão.

7. Módulo (20, 20', 20) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os meios para detecção incluem meios (54, 56, 58', 58) para medir a amplitude da corrente de passagem através de uma linha de conexão.

8. Módulo (20, 20', 20) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os meios para detecção compreendem um receptor de alta frequência (60).

9. Módulo (20, 20', 20) de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que os meios para detecção compreendem uma unidade de avaliação (58, 58', 58) disposta a jusante dos meios de medição (54, 56) ou o receptor de alta frequência (60) ou são parte de pelo menos uma destas unidades, e que, quando critérios específicos são satisfeitos, ativam um comutador (46) ou os meios (90, 92) para deslocamento dos meios (94, 96) para atuação.

10. Conjunto (10, 10', 10), que compreende por um lado um disjuntor (18) conectado em série e por outro lado um módulo (20, 20', 20), caracterizado pelo fato de que o disjuntor (18) é configurado para ser suscetível de ser acoplado mecanicamente com o módulo (20, 20', 20), como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, e efetivamente sendo acoplado com o mesmo de tal maneira que o dispositivo ativador mecânico (40) é projetado para atuar sobre pelo menos um dispositivo ativador mecânico (72,72') do disjuntor (18), com cada dispositivo ativador mecânico (72, 72') do disjuntor (18) sendo projetado para abrir pelo menos um contato interruptor (28,28') para interromper um circuito no qual o conjunto (10, 10', 10) é suscetível ser conectado ou no qual é conectado.